地球惑星科学Ⅱ (1) 大気の構造と地球の熱収支 (2) 地球大気の循環 (3) 大気の運動 (4) 大気の熱力学と雲・降水形成過程 (5) 海洋の組成と構造 (6) 海洋の循環 (7) 地球環境変動 (8) 宇宙とその進化 (9) 太陽系の成り立ちと運動 (10) 惑星と衛星 (11) 太陽 (12) 宇宙空間 http://www.ep.sci.hokudai.ac.jp/~shw/space2/

太陽系惑星

0.24年＝87.6日，0.62年＝226.3日

Mercury Venus Earth Mars

地球型惑星

マリナー10号による結果 1974年3月，水星から325キロメートルにまで接近，その後，合計3回にわたって水星に接近．自転周期は58.6日，公転周期88日 水星には地球の100万兆分の1というきわめて薄いアルゴン，ネオン，ヘリウムなどをふくむ大気 多くのクレーターがある表面は温度がマイナス200度から500度 磁場は地球の1パーセント，質量は地球の6分の1 直径は4880キロメートル（月より少し大きい，地球のおよそ5分の2） 水星表面のすぐ下に直径約1600キロメートルにも達する巨大な鉄の芯（しん）が存在

MPO (ESA)

MMO (JAXA)

2014年？ ソユーズで打ち上げ

Mercury Magnetospheric Orbiter

Mercury Polar Orbiter

August 3, 2004 -- MESSENGER Launch

August 2005 -- Earth flyby

October 2006 -- Venus flyby

June 2007 -- Venus flyby

January 2008 -- Mercury flyby

October 2008 -- Mercury flyby

September 2009 -- Mercury flyby

March 2011 -- Yearlong science orbit of Mercury begins

北半球

南半球

2011年12月7日

水星 Messenger

USA（7 spacecrafts） 1962.7.22 Mariner 1 Fail 1962.8.27 Mariner 2, 1962.12.14 Flyby 1967.6.14 Mariner 5, 1967.10.19 Flyby 1973.11.3 Mariner 10, 1974.2.5 Flyby 1978.5.20 Pioneer Venus 1, 1978.12.6 – 1992.10.9 Orbiter 1978.8.8 Pioneer Venus 2, 1978.11.16 Orbiter, 1978.11.20 Probe entry, 1978.12.10 Bus entry 1989.5.4 Mageran, 1990.8.10 Orbiter, 1994.10.11 Entry

Soviet (29 spacecrafts) 1961.2.4 Sputnik 7 Fail 1961.2.12 Venera 1 Fail 1962.8.25 Sputnik19 Fail 1962.9.1 Sputnik20 Fail 1962.912 Sputnik21 Fail 1963.11.11 Cosmos21 Fail 1964.3.27 COSMOS27 Fail 1964.4.2 Zondo1 Fail 1965.11.12 Venera 2 Fail 1965.11.16 Venera3 1966.3.1 Pennant Entry 1965.11.23 COSMOS96 Fail 1967.6.12 Venera4, 1967.10.18 Entry 1967.6.17 COSMOS167 Fail 1969.1.5 Venera5, 1969.5.16 Probe entry 1969.1.10 Venera6, 1969.5.17 Probe entry 1970.8.17 Venera7, 1970.12.15 Landing 1970.8.22 COSMOS359 Fail 1972.3.27 Venera8, 1972.7.22 Landing 1972.3.31 COSMOS482 Fail 1975.6.8 Venera9, 1975.10.22 Orbiter, Landing 1975.6.14 Venera10, 1975.10.25 Orbiter, Landing 1978.4.9 Venera11, 1978.10.25 Lading 1978.9.14 Venera12, 1978.12.21 Landing 1981.10.30 Venera13, 1982.3.1 Landing 1981.11.4 Venera14, 1982.3.5 Landing 1983.6.2 Venera15, 1983.10.10 Orbiter 1983.6.7 Venera16, 1983.10.14 Orbiter 1984.12.15 Bega1, 1985.6.10 Swingby to Halley 1984.12.21 Bega2, 1985.6.14 Swingby to Halley

ESA (1 spacecraft) 2005.12 Venus Express, 2006.4.11 Orbiter

Venus Missions

二酸化炭素が主成分 大気圧は地表で約90気圧ある（地球の約90倍） 二酸化炭素によって温室効果が生じ，地表温度の平均で400℃ 温室効果のため，水星の表面温度よりも高い． 太陽光の照射は，2660 W/m2 金星の自転は非常にゆっくり（自転と公転の回転の向きが逆なので金星の1日はおよそ117日） 公転周期224日 自転周期243日

パイオニビーナス 打ち上げ：1978年5月20日 軌道上の重量：517kg

パイオニビーナス 打ち上げ：1978年8月8日

753K（480℃） 二酸化炭素の大気 90気圧

Magellan 金星周回撮像レーダー探査機。 ・観測期間 4年間（1990/8/10-1994/10/11；最後は燃え尽きた) ・プレートテクトニクスはない ・85%以上が溶岩に覆われ、残りは変形した山脈岩 ・水がないため浸食遅く、風紋が見られる ・80%以上が基準面(6051.84km)から±1km以下 ・平均地表年齢5億年

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/62/Magellan_deploy.jpg

経度 0 経度 90

経度 180 経度 270

マゼラン探査機によるレーダー画像，明るいところは溶岩

Launch

Date Name Country Result Reason

1960 Korabl 4 USSR (flyby) Failure Didn't reach Earth orbit

1960 Korabl 5 USSR (flyby) Failure Didn't reach Earth orbit

1962 Korabl 11 USSR (flyby) Failure Earth orbit only; spacecraft broke apart

1962 Mars 1 USSR (flyby) Failure Radio Failed

1962 Korabl 13 USSR (flyby) Failure Earth orbit only; spacecraft broke apart

1964 Mariner 3 US (flyby) Failure Shroud failed to jettison

1964 Mariner 4 US (flyby) Success Returned 21 images

1964 Zond 2 USSR (flyby) Failure Radio failed

1969 Mars 1969A USSR Failure Launch vehicle failure

1969 Mars 1969B USSR Failure Launch vehicle failure

1969 Mariner 6 US (flyby) Success Returned 75 images

1969 Mariner 7 US (flyby) Success Returned 126 images

1971 Mariner 8 US Failure Launch failure

1971 Kosmos 419 USSR Failure Achieved Earth orbit only

1971 Mars 2 Orbiter/Lander USSR Failure Orbiter arrived, but no useful data and Lander destroyed

1971 Mars 3 Orbiter/Lander USSR Success Orbiter obtained approximately 8 months of data and lander landed safely, but only 20 seconds

of data

1971 Mariner 9 US Success Returned 7,329 images

1973 Mars 4 USSR Failure Flew past Mars

1973 Mars 5 USSR Success Returned 60 images; only lasted 9 days

1973 Mars 6 Orbiter/Lander USSR Success/Failure Occultation experiment produced data and Lander failure on descent

1973 Mars 7 Lander USSR Failure Missed planet; now in solar orbit.

1975 Viking 1 Orbiter/Lander US Success Located landing site for Lander and first successful landing on Mars

1975 Viking 2 Orbiter/Lander US Success Returned 16,000 images and extensive atmospheric data and soil experiments

1988 Phobos 1 Orbiter USSR Failure Lost en route to Mars

1988 Phobos 2 Orbiter/Lander USSR Failure Lost near Phobos

1992 Mars Observer US Failure Lost prior to Mars arrival

1996 Mars Global Surveyor US Success More images than all Mars Missions

1996 Mars 96 USSR Failure Launch vehicle failure

1996 Mars Pathfinder US Success Technology experiment lasting 5 times longer than warranty

1998 Nozomi Japan Failure No orbit insertion; fuel problems

1998 Mars Climate Orbiter US Failure Lost on arrival

1999 Mars Polar Lander US Failure Lost on arrival

1999 Deep Space 2 Probes (2) US Failure Lost on arrival (carried on Mars Polar Lander)

2001 Mars Odyssey US Success High resolution images of Mars

2003 Mars Express Orbiter/Beagle 2 Lander ESA Success/Failure Orbiter imaging Mars in detail and lander lost on arrival

2003 Mars Exploration Rover – Spirit US Success Operating lifetime of more than 15 times original warranty

2003 Mars Exploration Rover – Opportunity US Success Operating lifetime of more than 15 times original warranty

2005 Mars Reconnaissance Orbiter US Success Returned more than 26 terabits of data (more than all other Mars missions combined)

2007

2007

2008

2011

2011

Phoenix Mars Lander

Dawn

Fobos-Grunt

Yinghuo-1

MSL Curiosity

US

US

Russia

China

US

Success

Success

Returned more than 25 gigabits of data

Mars Missions 2011/11/30

赤っぽいのは酸化鉄（赤さび）が大量に含まれているため 直径は地球の半分ほど 火星での自転周期は24時間39分35.244秒

Spirit's older sister, Sojourner, and the Martian landscape of the 1997 Pathfinder mission.

Panoramic Camera

Microscopic Imager

Mars Exploration Rovers

Mars

HRSC partial view of Martian south pole

where OMEGA found water ice Disrupted crater at Acheron Fossae

Mars Express

Mars Express

The Phoenix Mission

http://phoenix.lpl.arizona.edu/index.php

Curiosity rover Launch date: November 26, 2011, 15:02:00.211 UTC

Mass: 900 kg

Power: Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG)

Landed on Aeolis Palus in Gale Crater on Mars on August 6, 2012, 05:17 UTC

木星型惑星 天王星型惑星

パイオニア10号，11号

太陽光強度（地球=1） 木星 0.037 土星 0.011 天王星 0.0027 海王星 0.0011 太陽圏界面 0.00001

Voyager 1/2

1972/3/2

1973/4/6

1977/9/5

1977/8/20

太陽からの平均距離 5.20336301 AU 公転周期 11年315日1.1時間 衛星の数 63 赤道面での直径 142,984 km 質量 1.899×1027 kg 平均密度 1.33 g/cm³ 自転周期 9時間55.5分 (太陽) 水素 >81% (73%) ヘリウム >17% (24%) メタン 0.1% 水蒸気 0.1% アンモニア 0.02% エタン 0.0002% リン化水素 0.0001% 硫化水素

Jupiter

South Pole North Pole

Cassini

イオ エウロパ ガニメデ カリスト

イオ（Io）

Ganymede Jupiter’s Largest Moon

Jupiter Icy Moon Explorer

(JUICE)

The Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) is a planned European Space Agency (ESA)

spacecraft to visit the Jovian system, focused in particular on studying three of Jupiter's

moons; Ganymede, Callisto, and Europa. It will characterise these worlds, all thought to

have significant bodies of liquid water beneath their surfaces, as potentially

habitable environments. A proposed timeline is launch in 2022 on an Ariane 5 carrier rocket

and arrival at the Jupiter system in 2030. By 2033 the spacecraft should enter orbit around

Ganymede, after completing various maneuvers around Jupiter and the other moons.

土星探査機カッシーニ

1997年タイタンロケットで打ち上げ，2004年6月到着，現在も観測中！

質量 5.8 t 放射性同位元素熱電発電機（原子力電池） 3基

土星探査機カッシーニ

Cassini

Cassini

カッシーニで撮像した地球 （2０１３年7月19日）

[NASA/JPL]

タイタン

タイタン （カッシーニ探査機によるレーダー画像）

タイタン （カッシーニ探査機によるレーダー画像）

ホイヘンス・プローブ カッシーニ探査機から分離 2004年12月25日 2時00分（UT） タイタンへ突入・着陸 2005年1月14日 12時43分（UT） 質量 319 kg 1.ガスクロマトグラフ・質量分析器 2.エアロゾル測定 3.カメラ・分光計 4.風速 5.地表探査 6.大気観測

タイタン

タイタン 平均公転半径 1,221,850 km 離心率 (e) 0.0292 公転周期 (P) 15日 22時間 41分 軌道傾斜角 (i) 0.33° 平均半径 2575.5 km 平均密度 1.88 g/cm3 自転周期 15日 22時間 41分 アルベド 0.21 赤道傾斜角 1.942° 表面温度 最低 平均 最高 ? K 94 K 174 K 大気圧 160 kPa=1.6気圧 窒素 97% メタン 2% 土星半径 58,532km

Uranus Ariel

Hubble Space Telescope Voyager 2

Neptune

Voyager 2

Neptune

Triton

地球型惑星

木星型惑星 天王星型惑星

太陽からの平均距離 39.48 AU 発見日 1930年2月18日 発見者 クライド・トンボー 軌道長半径 39.48168677AU 近日点距離 29.65834067AU 遠日点距離 49.30503287AU 公転周期 248年197日5.5時間 衛星の数 3 物理的性質 赤道面での直径 2,306（地球の18%） 地球との相対質量 0.0021 平均密度 2.03±0.06 g/cm³ 表面重力 0.059g 自転周期 -6日 9時間 17分 36秒 表面温度 44K 大気圧 0 - 0.30パスカル 窒素 90% メタン 10%

決議 （2006年 国際天文学連合） 国際天文学連合はここに、我々の太陽系に属する惑星及びその他の天体に対 して、衛星を除き、以下の3つの明確な種別を定義する： (1) 太陽系の惑星(注1)とは、(a) 太陽の周りを回り、(b)十分大きな質量を持つので、自己重力が固体に働く他の種々の力を上回って重力平衡形状 (ほとんど球状の形)を有し、 (c) その軌道の近くでは他の天体を掃き散らしてしまいそれだけが際だって目立つようになった天体である。 (2) 太陽系の準惑星とは、(a) 太陽の周りを回り、(b)十分大きな質量を持つので、自己重力が固体に働く他の種々の力を上回って重力平衡形状(ほとんど球状の形)を有し(注2)、(c) その軌道の近くで他の天体を掃き散らしていない天体であり、(d)衛星でない天体である。 (3) 太陽の周りを公転する、衛星を除く、上記以外の他のすべての天体(注3)は、太陽系小天体 と総称する。 注1: 惑星とは、水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星の8つである。 注2：準惑星とは，冥王星。 注3：これらの天体は、小惑星、ほとんどのトランス・ネプチュニアン天体

探査してみたい惑星・衛星を述べなさい．また，その理由と測定したい項目・手法についても記述してください．